CN102408589B - 一种轮胎胎面环保胶料组合及其制备方法 - Google Patents

一种轮胎胎面环保胶料组合及其制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种轮胎胎面环保胶料组合及其制备方法，包括天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶、炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、C5树脂、不溶性硫磺、环保芳烃油、促进剂和均匀剂及其各成分含量；上述原料经塑炼、混炼等步骤可制成环保胶料。采用本发明的轮胎胎面环保胶料组合及其制备方法得到的胶料具有更好的扯断强度、拉伸强度和硬度；符合环保要求，不含有害物质的环保原料：环保芳烃油、C5树脂、不溶性硫磺、炭黑等属于环境友好材料；本发明通过采用所述环保型原料，配以合理的组合成分设计，大大减少了在生产和使用过程中对环境造成的污染隐患，产品的安全性、经济性和适应性更广。

Description

一种轮胎胎面环保胶料组合及其制备方法
技术领域
本发明属于一种轮胎胎面胶料组合及其制备方法，尤其涉及一种环保轮胎胎面胶料组合及其制备方法。
背景技术
轮胎是由多种材料组合而成，一个普通的轮胎使用材料超过20种，其中大部分都是石油产品，欧盟于2006年7月1日开始正式实施RoHS指令，又在2010年1月1日正式实施REACH法规，这两项法规都规定了轮胎中不得含有对环境有害的物质存在。在社会经济高速发展的今天，环保越来越受到重视，环保轮胎也成为了轮胎工业的发展趋势。人们越来越注重轮胎环保与性能的并存，但是就现在的轮胎形式而言一般存在两种状况：一是轮胎的性能能满足国标及消费者的需求，但是轮胎不能达到欧盟的环保要求；二是轮胎能达到环保的要求，但轮胎的性能又不能得到保证。目前在轮胎行业，对既符合环保要求，又能符合性能需要，还能在轮胎材料成本和加工成本取得更好的结果一直是行业发展研究的方向。
发明内容
本发明根据现有技术不足公开了一种轮胎胎面环保胶料组合及其制备方法，本发明要解决的第一个问题是提供一种既能满足轮胎性能要求，又符合环保标准，更经济安全的轮胎胎面环保胶料组合，本发明要解决的第二个问题是提供一种上述轮胎胎面胶料的制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
轮胎胎面环保胶料组合，主要成分包括：天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶、炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、C5树脂、硫磺、芳烃油、促进剂和均匀剂，其中：所述芳烃油为环保芳烃油，硫磺为不溶性硫磺。
进一步所述各成分按重量份数是：天然橡胶：40～60份，丁苯橡胶1502E：25～35份，顺丁橡胶BR9000：15～25份，炭黑N330：35～45份，炭黑N660：10～20份，氧化锌：3.5～5份，硬脂酸：0.5～1.5份，防老剂4020：0.5～1.5份，防老剂RD：0.5～1.5份，防护蜡：1～3份，促进剂：0.1～0.6份，均匀剂：0.5～1.5份，环保芳烃油：5～15份，C5树脂：1～3份，不溶性硫磺：1～4份。
优选各成分按重量份数是：天然橡胶1#标胶：50份，丁苯橡胶1502E：30份，顺丁橡胶BR9000：20份，炭黑N330：40份，炭黑N660：15份，氧化锌：4份，硬脂酸：1份，防老剂4020：1份，防老剂RD：1份，防护蜡：1.5份，促进剂：0.3份，均匀剂：1份，环保芳烃油：10份，C5树脂：1.5份，不溶性硫磺：2.5份。
所述丁苯橡胶为环保的丁苯1502E。
所述防老剂是防老剂4020、防老剂RD、防护蜡其中任意两项或全部三项的混合物。
所述促进剂是促进剂NS。
所述均匀剂是A78。
所述原材料都是环保型的原材料。
上述轮胎胎面环保胶料的制备方法，包括以下步骤：
1)将天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶在密炼机中塑炼60秒，制成塑料胶片，停放2小时以上；
2)将步骤1)获得的塑料胶片在密炼机中塑炼60秒后，加入炭黑总量的四分之三及、氧化锌、硬脂酸、防老剂、C5树脂、均匀剂，在密炼机中混炼120秒，加入剩余的四分之一炭黑和芳烃油，在密炼机中混炼400秒，制成混炼胶；
3)将步骤2)制成的混炼胶停放4小时以上后，在开炼机上加入促进剂、硫磺混炼即可制成所需轮胎胶料。
上述组合中环保芳烃油是替代普通芳烃油的环保原料，传统芳烃油(DAE)含有大量稠环芳烃，也叫多环芳烃，由于芳烃油的带入，轮胎和橡胶制品中或多或少含有稠环芳烃。苯并芘(BaP)是一种典型的稠环芳烃，其已被毒性、生态毒性及环境科学委员会(CSTEE)科学证实具有致癌性、致突变性及生殖系统毒害性。橡胶制品在被使用的过程中，稠环芳烃就不可避免地扩散到环境中，从而危害到环境。
随着人们对稠环芳烃危害的认识和环保意识的提高，各国家纷纷采取一系列措施减少稠环芳烃排放以降低其对环境的危害，环保芳烃油是普通芳烃油较好的替代品。
环保芳烃油不含铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚、六溴环十二烷(HBCDD)、邻苯二甲酸(2-乙基己基酯)(DEHP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等物质，保证了环境的安全；同时环保芳烃油能改善胶料的粘度、软度、同时也改善了轮胎的加工性能。
上述组合中炭黑不含金属化合物、蒽等对环境有害的物质。
上述组合中不溶性硫磺是硫磺深加工的一种线型长链的高分子聚合物，分子链上的硫原子数高达108以上；有高聚物的粘弹性和分子量分布；不溶于二硫化碳，故称不溶性硫磺。不溶性硫磺主要用于橡胶制品，与普通硫磺相比，具有以下优点：胶料在存放期内不喷霜。保持胶料组份和性能均一；克服因喷霜造成胶料粘合力差的缺点；防止对制品和模具的污染并去掉了为克服喷霜而增添的涂浆工艺，为生产联动化提供条件。在相邻胶层中无迁移现象。特别是在顺丁胶和丁基胶的胶料中，普通硫磺迁移速度很高，配加不溶性硫磺后即可避免。在混炼和存放过程中减少烧焦。缩短硫化时间。当达到硫化温度后，它具有一个“活化阶段”，即链式解聚作用，使硫化速度加快，减少硫磺用量，有利于制品老化性能的改善。有利于橡胶与其他材料的粘合。子午线轮胎中不可缺少的助剂。在子午线轮胎生产中，能有效的避免喷霜，也不易产生早期硫化，并使胶料保持较好的黏性，有利于成型操作，而且确保硫化胶硫化的均匀性，保证产品质量稳定。不溶性硫磺同时也不含金属性污染物质。
上述组合中C5树脂是碳氢树脂，同样不含PAH等对环境有害的物质。C5树脂又称C5加氢石油树脂，是以乙烯裂解的C5馏份为原料，由C5组分中的双烯和单烯经阳离子聚合而成。
上述加入环保原材料的轮胎胎面胶料，其扯断强度、拉伸强度和硬度都得到了提高，扯断强度能比普通轮胎的胶料至少提高50％，拉伸比普通轮胎胶料高15％～20％，硬度比普通轮胎的胶料提高5％以上。
上述各原料均有市售，其名称可能有不同，但成分是相同的即可。
综上所述，采用本发明的轮胎胎面环保胶料组合及其制备方法得到的胶料具有更好的扯断强度、拉伸强度和硬度；符合环保要求，不含有害物质的环保原料：环保芳烃油、C5树脂、不溶性硫磺、炭黑等属于环境友好材料；本发明通过采用所述环保型原料，配以合理的组合成分设计，大大减少了在生产和使用过程中对环境造成的污染隐患，产品的安全性、经济性和适应性更广。本发明轮胎胎面环保胶料组合完全符合RoHS指令和REACH法规，同时轮胎使用性能优于现有普通轮胎的使用标准要求，具有无污染，性能优良的特点，符合社会发展的趋势，也获得了出口到欧盟国家的资格，同时也提高了轮胎的竞争力和价值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。
实施例1
各组分原料重量份数比是：
天然橡胶1#标胶：40份；
丁苯橡胶1502E：35份；
顺丁橡胶BR9000：25份；
炭黑N330：35份；
炭黑N660：10份；
环保芳烃油：5份；
碳氢树脂(C5树脂)：1份；
氧化锌：3.5份；
硬脂酸：0.5份；
防老剂4020：0.5份；
防护蜡：1份；
促进剂NS：0.1份；
均匀剂A78：0.5份；
不溶性硫磺：1份；
上述胶料的扯断强度、拉伸强度和硬度都得到了提高，扯断强度比普通轮胎的胶料提高50％左右，拉伸强度比普通轮胎高15％，硬度比普通轮胎高提高了6％。
实施例2
各组分原料重量份数比是：
天然橡胶1#标胶：50份；
丁苯橡胶1502E：30份；
顺丁橡胶BR9000：20份；
炭黑N330：40份；
炭黑N660：15份；
环保芳烃油：10份；
碳氢树脂(C5树脂)：1.5份；
氧化锌：4份；
硬脂酸：1份；
防老剂RD：1份；
防老剂4020：1份；
防护蜡：1.5份；
促进剂NS；0.3份；
均匀剂A78：1份；
不溶性硫磺：2.5份。
上述胶料的的扯断强度，、拉伸强度和硬度都得到了提高，扯断强度能比普通轮胎的胶料提高52％左右，拉伸强度比普通轮胎高18％，硬度比普通轮胎提高了5％。
实施例3
各组分原料重量份数比是：
天然橡胶1#标胶：60份；
丁苯橡胶1502E：25份；
顺丁橡胶BR9000：15份；
炭黑N330：45份；
炭黑N660：20份；
环保芳烃油：15份；
碳氢树脂(C5树脂)：3份；
氧化锌：4.5份；
硬脂酸：1.5份；
防老剂4020；1.5份；
防老剂RD：1.5份；
防护蜡：3份；
促进剂NS：0.6份；
均匀剂A78：1.5份；
不溶性硫磺：4份。
上述环保胶料的扯断强度、拉伸强度得到了提高，扯断强度能比普通轮胎的胶料提高55％左右，拉伸强度比普通轮胎高20％。
实施例4
上述轮胎胎面环保胶料的制备方法，按以下步骤制备胶料：
1)将上述组合中的天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶在密炼机中塑炼60秒，制成塑料胶片，停放2小时以上；
2)将步骤1)获得的塑料胶片在密炼机中塑炼60秒后，加入炭黑总量的四分之三及氧化锌、硬脂酸、防老剂、C5树脂、均匀剂在密炼机中混炼120秒，加入剩余的四分之一炭黑和芳烃油，在密炼机中混炼400秒，制成混炼胶；
3)将步骤2)制成的混炼胶停放4小时以上后，在开炼机上加入促进剂、硫磺混炼即可制成所需轮胎胶料。

Claims (6)

1.一种轮胎胎面环保胶料，其特征在于：各成分按重量份数是：天然橡胶：40～60份，丁苯橡胶1502E：25～35份，顺丁橡胶BR9000：15～25份，炭黑N330：35～45份，炭黑N660：10～20份，氧化锌：3.5～5份，硬脂酸：0.5～1.5份，防老剂4020：0.5～1.5份，防老剂RD：0.5～1.5份，防护蜡：1～3份，促进剂：0.1～0.6份，均匀剂：0.5～1.5份，环保芳烃油：5～15份，C5树脂：1～3份，不溶性硫磺：1～4份。
2.根据权利要求1所述的轮胎胎面环保胶料，其特征在于：优选各成分按重量份数是：天然橡胶1#标胶：50份，丁苯橡胶1502E：30份，顺丁橡胶BR9000：20份，炭黑N330：40份，炭黑N660：15份，氧化锌：4份，硬脂酸：1份，防老剂4020：1份，防老剂RD：1份，防护蜡：1.5份，促进剂：0.3份，均匀剂：1份，环保芳烃油：10份，C5树脂：1.5份，不溶性硫磺：2.5份。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎胎面环保胶料，其特征在于：所述促进剂是促进剂NS。
4.根据权利要求1或2所述的轮胎胎面环保胶料，其特征在于：所述均匀剂是A78。
5.根据权利要求1或2所述的轮胎胎面环保胶料，其特征在于：原材料都是环保型的原材料。
6.一种轮胎胎面环保胶料的制备方法，其特征在于：
按权利要求1至5任一项所述的轮胎胎面环保胶料的重量份数组成进行下列步骤制备；
1）将天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶在密炼机中塑炼60秒，制成塑料胶片，停放2小时以上；
2）将步骤1）获得的塑料胶片在密炼机中塑炼60秒后，加入炭黑总量的四分之三及、氧化锌、硬脂酸、防老剂、防护蜡、C5树脂、均匀剂，在密炼机中混炼120秒，加入剩余的四分之一炭黑和环保芳烃油，在密炼机中混炼400秒，制成混炼胶；
3）将步骤2）制成的混炼胶停放4小时以上后，在开炼机上加入促进剂、不溶性硫磺混炼即可制成所需轮胎胶料。
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